JP5855401B2 - Manufacturing method of fiber reinforced thermoplastic resin molded article - Google Patents
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Description
本発明は、繊維強化熱可塑性樹脂成形品の製造方法に関する。 The present invention relates to a fiber-reinforced thermoplastic resin molded article of manufacture how.
強化繊維と熱可塑性樹脂からなる繊維強化熱可塑性樹脂は、例えば雌型と雄型とからなる金型を用いたプレス成形により所望の成形品に成形される材料であり、広く使用されている。
このような繊維強化熱可塑性樹脂においては、強化繊維として連続繊維を用いた連続繊維強化熱可塑性樹脂層と、強化繊維として長さが例えば5〜100mmの不連続繊維を用いた不連続繊維強化熱可塑性樹脂層とが積層したシート材料をプレス成形することも行われている。このようなシート材料は、機械的物性と賦形性の両方を有するため、例えばフロントサブフレーム、リアサブフレーム、フロントピラー、センターピラー、サイドメンバー、クロスメンバー、サイドシル、ルーフレール、プロペラシャフトなどの自動車部品や、海底油田用のパイプ、電線ケーブルコア、印刷機用ロール・パイプ、ロボットフォーク、航空機の一次構造材、二次構造材などの成形などに好適に用いられる。
A fiber reinforced thermoplastic resin composed of a reinforced fiber and a thermoplastic resin is a material that is molded into a desired molded product by press molding using a mold composed of a female mold and a male mold, and is widely used.
In such a fiber reinforced thermoplastic resin, a continuous fiber reinforced thermoplastic resin layer using continuous fibers as the reinforced fibers, and a discontinuous fiber reinforced heat using discontinuous fibers having a length of, for example, 5 to 100 mm as the reinforced fibers. Press molding of a sheet material laminated with a plastic resin layer is also performed. Such a sheet material has both mechanical properties and shapeability, and therefore, for example, automobiles such as front subframes, rear subframes, front pillars, center pillars, side members, cross members, side sills, roof rails, and propeller shafts. It is suitably used for molding parts, subsea oil field pipes, electric cable cores, printing press rolls and pipes, robot forks, aircraft primary structural materials, secondary structural materials, and the like.
金型を用いて繊維強化熱可塑性樹脂をプレス成形する方法として、例えば特許文献1には、金型を閉めた際に、キャビティの外側における両金型間には実質的に隙間が形成されない金型を用いて、長さが3〜50mmの強化繊維(不連続繊維)を含む熱可塑性樹脂シートを押し広げながらキャビティ内に充満させて、成形する方法が記載されている。
一方、特許文献2には、金型を閉めた際にキャビティの外側における両金型間に、成形品とほぼ同じ厚みの隙間が形成される金型を用いて、長さが3〜50mmの強化繊維(不連続繊維)を含む熱可塑性樹脂シートを成形する方法が記載されている。
As a method for press-molding a fiber-reinforced thermoplastic resin using a mold, for example, Patent Document 1 discloses a mold in which a gap is not substantially formed between both molds outside a cavity when the mold is closed. A method is described in which a mold is used to fill a cavity with a thermoplastic resin sheet containing reinforcing fibers (discontinuous fibers) having a length of 3 to 50 mm while filling the cavity.
On the other hand, in Patent Document 2, when a mold is closed, a mold having a gap of approximately the same thickness as the molded product is formed between both molds outside the cavity, and the length is 3 to 50 mm. A method for forming a thermoplastic resin sheet containing reinforcing fibers (discontinuous fibers) is described.
しかしながら、連続繊維強化熱可塑性樹脂層と不連続繊維強化熱可塑性樹脂層とを含むシート材料を成形材料として、特許文献1および2に記載の金型でプレス成形した場合には、次のような問題が生じた。
すなわち、シート材料のうち不連続繊維強化熱可塑性樹脂層は、含有する強化繊維が短く流動性が高いため、プレス成形時にはキャビティ内で流動して押し広げられ、キャビティ内を満たすように挙動する。そのため、金型を閉める前にキャビティ面にセットされる不連続繊維強化熱可塑性樹脂層の面積は、このように押し広げられることを勘案して、キャビティ面全面を覆う面積よりも小さく設定されることが多い。これに対して、連続繊維強化熱可塑性樹脂層は、連続繊維を含むために流動性が低く、キャビティ内で流動して押し広げられることはほとんどない。そのため、型を閉める前にキャビティ面にセットされる連続繊維強化熱可塑性樹脂層の面積は、余裕を持って、キャビティ面全面を覆う面積よりも大きく、周縁部がキャビティ面よりも外側に延出する大きさに設定される。
However, when a sheet material including a continuous fiber reinforced thermoplastic resin layer and a discontinuous fiber reinforced thermoplastic resin layer is used as a molding material, press molding is performed using the mold described in Patent Documents 1 and 2, as follows. There was a problem.
That is, the discontinuous fiber reinforced thermoplastic resin layer of the sheet material has short reinforced fibers and high fluidity, and therefore flows and spreads in the cavity during press molding, and behaves so as to fill the cavity. Therefore, the area of the discontinuous fiber reinforced thermoplastic resin layer set on the cavity surface before closing the mold is set to be smaller than the area covering the entire cavity surface in consideration of such expansion. There are many cases. On the other hand, since the continuous fiber reinforced thermoplastic resin layer includes continuous fibers, the fluidity is low, and the continuous fiber reinforced thermoplastic resin layer hardly flows and spreads in the cavity. Therefore, the area of the continuous fiber reinforced thermoplastic resin layer set on the cavity surface before closing the mold is larger than the area covering the entire cavity surface with a margin, and the peripheral edge extends outward from the cavity surface. It is set to the size to be.
ところが、特許文献1に記載された金型は、金型を閉めた際に、キャビティの外側における両金型間には実質的に隙間が形成されない。よって、連続繊維強化熱可塑性樹脂層と不連続繊維強化熱可塑性樹脂層とを含む積層シートをキャビティに配置して金型を閉めた際には、連続繊維強化熱可塑性樹脂層の周縁部がキャビティの外側における両金型間に強固に挟み込まれてしまい、その結果、金型が開かなくなる場合があった。 However, in the mold described in Patent Document 1, when the mold is closed, a gap is not substantially formed between both molds outside the cavity. Therefore, when the laminated sheet including the continuous fiber reinforced thermoplastic resin layer and the discontinuous fiber reinforced thermoplastic resin layer is placed in the cavity and the mold is closed, the peripheral portion of the continuous fiber reinforced thermoplastic resin layer is the cavity. As a result, the mold may not be opened.
これに対して、特許文献2に記載された金型は、金型を閉めた際にキャビティの外側に成形品とほぼ同じ厚みの隙間が形成される。よって、特許文献1の金型を使用した場合のように、連続繊維強化熱可塑性樹脂層が強固に挟みこまれて金型が開かなくなるという問題は生じない。ところが、流動性の高い不連続繊維強化熱可塑性樹脂層が隙間から外方に流出してしまい、得られた成形品には流出分の固化によるバリが多量に発生するという問題が生じた。 On the other hand, in the mold described in Patent Document 2, when the mold is closed, a gap having the same thickness as that of the molded product is formed outside the cavity. Therefore, unlike the case where the mold of Patent Document 1 is used, there is no problem that the continuous fiber reinforced thermoplastic resin layer is firmly sandwiched and the mold cannot be opened. However, the discontinuous fiber reinforced thermoplastic resin layer having high fluidity flows out from the gap, and the resulting molded product has a problem that a large amount of burrs are generated due to solidification of the outflow.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、連続繊維強化熱可塑性樹脂層と、不連続繊維強化熱可塑性樹脂層とが積層したシート材料を金型でプレス成形した際に、金型を問題なく開くことができ、バリの発生も抑制できる繊維強化熱可塑性樹脂成形品の製造方法と、該製造方法で使用される金型と、該製造方法で製造される成形品との提供を課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances. When a sheet material obtained by laminating a continuous fiber reinforced thermoplastic resin layer and a discontinuous fiber reinforced thermoplastic resin layer is press-molded with a mold, there is a problem with the mold. It is an object of the present invention to provide a method for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin molded article that can be opened without any problem and can suppress the occurrence of burrs, a mold used in the production method, and a molded article produced by the production method. To do.
本発明において用いられる金型は、連続繊維強化熱可塑性樹脂層の少なくとも片面の一部に、不連続繊維強化熱可塑性樹脂層が積層したシート材料をプレス成形し、繊維強化熱可塑性樹脂成形品を製造するための金型であって、キャビティの外周縁には、当該金型を閉めた時に前記不連続繊維強化熱可塑性樹脂層の前記キャビティ外への流出を防止する枠状の堰部が、前記連続繊維強化熱可塑性樹脂層を前記キャビティ外へと延出させる隙間を形成しつつ設けられている、すなわちキャビティの外周縁には、当該金型を閉めた時に前記不連続繊維強化熱可塑性樹脂層の前記キャビティ外への流出を防止する枠状の堰部が設けられ、金型を閉めた時に前記堰部の先端面とこれに対向するキャビティ面の外周縁との間に、プレス成形前の前記連続繊維強化熱可塑性樹脂層の厚みの80〜120%の高さの隙間が形成されるように設定されていることを特徴とする。
前記金型の隙間の高さは調整可能であることが好ましい。
前記金型の堰部の幅は、1〜20mmであることが好ましい。
The mold used in the present invention is formed by press-molding a sheet material in which a discontinuous fiber reinforced thermoplastic resin layer is laminated on at least a part of one surface of a continuous fiber reinforced thermoplastic resin layer, thereby producing a fiber reinforced thermoplastic resin molded product. A frame-shaped weir for preventing the discontinuous fiber reinforced thermoplastic resin layer from flowing out of the cavity when the mold is closed, on the outer peripheral edge of the cavity, The continuous fiber reinforced thermoplastic resin layer is provided while forming a gap that extends out of the cavity. That is, the discontinuous fiber reinforced thermoplastic resin is provided at the outer peripheral edge of the cavity when the mold is closed. A frame-like weir is provided to prevent the layer from flowing out of the cavity, and when the mold is closed, between the front end surface of the weir and the outer peripheral edge of the cavity surface facing this is before press molding. The continuation of Reinforced Kanetsu wherein the 80% to 120% of the gap height of the thickness of the thermoplastic resin layer is set to be formed.
The height of the mold gap is preferably adjustable .
The width of the dam portion of the mold is preferably 1 to 20 mm.
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂成形品の製造方法は、本発明の金型を用いて前記シート材料をプレス成形する成形工程を有することを特徴とする。
前記不連続繊維強化熱可塑性樹脂層に含まれる強化繊維は、体積含有率が20〜60%で、長さが5〜100mmであることが好ましい。
前記不連続繊維強化熱可塑性樹脂層は、連続した強化繊維を一方向に引き揃えて熱可塑性樹脂を含浸した厚み30〜300μm、幅5〜30mmのテープ状材料を長さ5〜100mmにカットしてチョップドテープとし、該チョップドテープを分散させて加熱プレス成形したものからなることが好ましい。
前記連続繊維強化熱可塑性樹脂層に含まれる強化繊維は、体積含有率が30〜70%であることが好ましい。
前記連続繊維強化熱可塑性樹脂層は、連続した強化繊維を一方向に引き揃えて熱可塑性樹脂を含浸した一方向性のシート材を積層した積層材、連続した強化繊維を一方向に引き揃えて熱可塑性樹脂を含浸したテープ状材料を製織してなるクロス材、強化繊維の織物に熱可塑性樹脂を含浸させたクロス材からなる群より選ばれる1つ以上を加熱プレス成形したものからなることが好ましい。
前記成形工程では、枠体内に設けられた弾性体に前記シート材料の前記連続繊維強化熱可塑性樹脂層を取り付け、前記連続繊維強化熱可塑性樹脂層にテンションを加えながら前記プレス成形することが好ましい。
前記成形工程の前に、前記不連続繊維強化熱可塑性樹脂層と、前記連続繊維強化熱可塑性樹脂層とを別々に赤外線加熱炉で予備加熱する予備加熱工程を有することが好ましい。
あるいは、前記成形工程の前に、前記不連続繊維強化熱可塑性樹脂層と、前記連続繊維強化熱可塑性樹脂層とを重ねて赤外線加熱炉で予備加熱する予備加熱工程を有することが好ましい。
前記予備加熱工程では、枠体内に設けられた弾性体に前記連続繊維強化熱可塑性樹脂層を取り付け、前記連続繊維強化熱可塑性樹脂層にテンションを加えながら予備加熱することが好ましい。
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂成形品は、本発明の製造方法により製造されたことを特徴とする。
The method for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin molded article of the present invention includes a molding step of press-molding the sheet material using the mold of the present invention.
The reinforcing fibers contained in the discontinuous fiber reinforced thermoplastic resin layer preferably have a volume content of 20 to 60% and a length of 5 to 100 mm.
The discontinuous fiber reinforced thermoplastic resin layer is formed by cutting a tape-like material having a thickness of 30 to 300 μm and a width of 5 to 30 mm in which continuous reinforcing fibers are aligned in one direction and impregnated with a thermoplastic resin into a length of 5 to 100 mm. The chopped tape is preferably made of a material obtained by dispersing the chopped tape and hot press molding.
The reinforcing fiber contained in the continuous fiber reinforced thermoplastic resin layer preferably has a volume content of 30 to 70%.
The continuous fiber reinforced thermoplastic resin layer is a laminated material in which continuous reinforcing fibers are aligned in one direction and a unidirectional sheet material impregnated with a thermoplastic resin is laminated, and continuous reinforcing fibers are aligned in one direction. It consists of a cloth material formed by weaving a tape-like material impregnated with a thermoplastic resin, and one or more selected from the group consisting of a cloth material in which a reinforcing fiber fabric is impregnated with a thermoplastic resin and is formed by hot press molding. preferable.
In the molding step, it is preferable that the continuous fiber reinforced thermoplastic resin layer of the sheet material is attached to an elastic body provided in a frame, and the press molding is performed while applying tension to the continuous fiber reinforced thermoplastic resin layer.
It is preferable to have a preheating step of preheating the discontinuous fiber reinforced thermoplastic resin layer and the continuous fiber reinforced thermoplastic resin layer separately in an infrared heating furnace before the molding step.
Or it is preferable to have the preheating process which piles up the said discontinuous fiber reinforced thermoplastic resin layer and the said continuous fiber reinforced thermoplastic resin layer, and preheats with an infrared heating furnace before the said shaping | molding process.
In the preheating step, it is preferable that the continuous fiber reinforced thermoplastic resin layer is attached to an elastic body provided in the frame and preheated while applying tension to the continuous fiber reinforced thermoplastic resin layer.
The fiber-reinforced thermoplastic resin molded article of the present invention is manufactured by the manufacturing method of the present invention.
本発明によれば、連続繊維強化熱可塑性樹脂層と、不連続繊維強化熱可塑性樹脂層とが積層したシート材料を金型でプレス成形した際に、金型を問題なく開くことができ、バリの発生も抑制できる繊維強化熱可塑性樹脂成形品の製造方法と、該製造方法で使用される金型と、該製造方法で製造される成形品とを提供できる。 According to the present invention, when a sheet material in which a continuous fiber reinforced thermoplastic resin layer and a discontinuous fiber reinforced thermoplastic resin layer are laminated is press-molded with a mold, the mold can be opened without any problem. It is possible to provide a method for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin molded product capable of suppressing the occurrence of the above, a mold used in the production method, and a molded product produced by the production method.
以下、本発明を詳細に説明する。
(シート材料)
図1は、本発明の金型でプレス成形されるシート材料の一例を示す斜視図である。この例のシート材料10は、四角形の連続繊維強化熱可塑性樹脂層(以下、単に連続繊維層という場合がある。)11の片面における中央を含む一部に、四角形の不連続繊維強化熱可塑性樹脂層(以下、不連続繊維層という場合がある。)12が積層したシート状物である。このシート材料10を金型でプレス成形することにより、立体形状の繊維強化熱可塑性樹脂成形品(以下、単に成形品という場合がある。)が製造される。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
(Sheet material)
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a sheet material press-molded by the mold of the present invention. In this example, the
不連続繊維層12は、例えば5〜100mmの長さに切断された強化繊維を熱可塑性樹脂に分散させた層である。強化繊維は一本ずつ開繊したフィラメントの状態で分散していてもよいし、多数本の強化繊維フィラメントからなる束状で分散していてもよい。開繊したフィラメントや束状の繊維は、熱可塑性樹脂の中に擬似等方的にランダムに分散していることが好ましい。ここでランダムな分散とは、多数本の強化繊維フィラメントからなる束として、強化繊維が特定の方向性を持たずに分散している状態、個々の強化繊維フィラメントとして、特定の方向性を持たずに分散している状態のいずれをも含む。
The
不連続繊維層12の具体的な形態としては、連続した強化繊維を一方向に引き揃えて熱可塑性樹脂を含浸した厚み30〜300μm、幅5〜30mmのテープ状材料を長さ5〜100mmにカットしてチョップドテープとし、該チョップドテープを型内にランダムに分散させ、その状態で型内を加熱、加圧、冷却する加熱プレス成形により成形されたものが挙げられる。
As a specific form of the
不連続繊維層12における強化繊維の体積含有率(JIS K 7052や、K 7075に準じて測定。)は20〜60%が好ましく、強化繊維の長さは5〜100mmが好ましい。強化繊維の体積含有率が20%以上であると、強化繊維に由来する物性を不連続繊維層12に発揮させることができる。強化繊維の体積含有率が60%以下であると、不連続繊維層12の流動性が保たれる。強化繊維長が5mm以上であると成形品の物性が優れ、強化繊維の長さが100mm以下であると、不連続繊維層12のプレス成形時における流動性が優れる。
The volume content of reinforcing fibers in the discontinuous fiber layer 12 (measured according to JIS K 7052 and K 7075) is preferably 20 to 60%, and the length of the reinforcing fibers is preferably 5 to 100 mm. When the volume content of the reinforcing fibers is 20% or more, the
不連続繊維層12に含まれる熱可塑性樹脂としては、特に制限はなく、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ABS樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル、ポリアミド6等のポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルスルフォン、ポリサルフォン、ポリエーテルイミド、ポリケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトンなどを使用できる。また、これら各樹脂の変性体を用いてもよいし、複数種の樹脂をブレンドして用いてもよい。また、熱可塑性樹脂は、各種添加剤、フィラー、着色剤等を含んでいてもよい。
The thermoplastic resin contained in the
不連続繊維層12に含まれる強化繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維などが挙げられる。
Examples of the reinforcing fibers contained in the
連続繊維層11とは、熱可塑性樹脂と連続繊維とから形成される層であって、連続繊維とは、当該連続繊維層11中で途切れのないものを言う。連続繊維層11は、このような連続繊維を含むため、物性が非常に優れる。
連続繊維層11の具体的な形態としては、連続した強化繊維を一方向に引き揃えて熱可塑性樹脂を含浸した一方向性のシート材を任意の角度、任意の積層枚数積層した積層材;連続した強化繊維を一方向に引き揃えて熱可塑性樹脂を含浸したテープ状材料を製織してなるクロス材;強化繊維の織物に熱可塑性樹脂を含浸させたクロス材;からなる群より選ばれる1つ以上を加熱プレス成形したものが好ましく例示される。クロス材の織り方としては、例えば、平織、綾織、朱子織、三軸織等が挙げられる。
The
As a specific form of the
連続繊維層11における強化繊維の体積含有率は、30〜70%であることが好ましい。強化繊維の体積含有率が30%以上であると、強化繊維に由来する物性を連続繊維層11に発揮させることができる。強化繊維の体積含有率が70%以下であると、連続繊維層11のプレス成形性を保つことができる。
連続繊維層11に含まれる熱可塑性樹脂および強化繊維は、例えば不連続繊維層12について例示したものの中から選択して使用できる。連続繊維層11と不連続繊維層12とで含まれる熱可塑性樹脂および強化繊維は、同じであっても、異なっていてもよい。
The volume content of reinforcing fibers in the
The thermoplastic resin and the reinforcing fiber contained in the
(成形工程)
図2は、本発明の金型の一例を示す図、図3は図2のA−A’線に沿う縦断面図である。この例の金型20は、互いに近接離間に相対移動する一対の型として、上金型(雄型)21と下金型(雌型)22とを備え、シアエッジを持たないものである。
なお、シアエッジとは、キャビティの外側において、上金型と下金型の隙間が例えば0.05mm程度とされた箇所であって、成形される繊維強化熱可塑性樹脂のキャビティ外への流出を抑制する目的で設けられるものである。キャビティの外側とは、一対の型の相対移動の方向に対して垂直方向における外側を意味する。
(Molding process)
FIG. 2 is a view showing an example of the mold of the present invention, and FIG. 3 is a longitudinal sectional view taken along the line AA ′ of FIG. The
The shear edge is a portion where the gap between the upper mold and the lower mold is set to about 0.05 mm on the outside of the cavity, and the outflow of the fiber reinforced thermoplastic resin to be molded out of the cavity is suppressed. It is provided for the purpose. The outside of the cavity means the outside in the direction perpendicular to the direction of relative movement of the pair of molds.
図示例の金型20では、上金型21は上金型支持板23に取り付けられ、下金型22は下金型支持板24に取り付けられている。そして、上金型21および下金型22の接近の度合いを規制する規制手段として、互いに対向するように上金型支持板23および下金型支持板24にそれぞれ立設された4組のストッパSを備えている。対向する各組のストッパSは、上金型支持板23と下金型支持板24とが所定の距離まで接近すると、その先端同士が当接し、それ以上の接近を規制するものであって、このようにストッパSの先端同士が当接し、上金型支持板23と下金型支持板24とが所定の距離まで接近した状態が、金型20が閉じた状態である。このように金型20が閉じることにより、上金型21のキャビティ面21aと下金型22のキャビティ面22aとでキャビティが形成され、シート材料10はキャビティに沿う形状にプレス成形される。
In the illustrated
そして、この例の金型20においては、キャビティの外周縁に、金型20と同じ金属からなる枠状の堰部30が形成されている。堰部30は、キャビティの外周縁に全周に亘って設けられ、図4に示すように金型20を閉めた時において、不連続繊維層12が流動してキャビティ外へと流出しないように堰き止めるものである。この例の堰部30は、上金型21のキャビティ面の外周縁において、下方に突出するように形成されている。
また、堰部30の高さh1は、金型20を閉めた時には、堰部30の先端面(下面)と下金型22のキャビティ面22aの外周縁との間に隙間Cが形成されるように設定されている。この隙間Cからは、金型20を閉めた時に連続繊維層11がキャビティ外へと延出するようになっている。堰部30の高さh1は、プレス成形後の不連続繊維層12の厚みに相当し、隙間Cの高さh2は、詳しくは後述するが、連続繊維層11の厚みにほぼ相当する。なお、連続繊維層11の厚みは、プレス前後でほとんど変化しない。
これにより、金型20を閉めた際には、連続繊維層11は隙間Cから延出し、キャビティの外側において、上金型21と下金型22との間に強固に挟み込まれることがない。また、隙間Cは連続繊維層11により塞がれた状態となるため、堰部30の効果とあいまって、不連続繊維層12のキャビティ外へ流出も抑制される。
ここで、堰部30や隙間Cの「高さ」とは、一対の型の相対移動の方向に沿って測定される。
And in the metal mold | die 20 of this example, the frame-shaped
The height h1 of the
Thereby, when the
Here, the “height” of the
この例においては、図5に示すように、シート材料10を構成する不連続繊維層12の大きさ(縦La、横Wa)、連続繊維層11の大きさ(縦Lb、横Wb)、堰部30の外縁サイズ(縦Lm、横Wm)は、La<Lm<Lb,Wa<Wm<Wbの関係を満たしている。これにより、金型20を閉めた時に、不連続繊維層12は堰部30によりキャビティ外への流出が防止され、かつ、連続繊維層11は、隙間Cからキャビティ外へと延出する。
In this example, as shown in FIG. 5, the size (vertical La, horizontal Wa) of the
このような金型20を用いて、図1のシート材料10をプレス成形する場合には、まず、図6に示すように、この例では上金型21を上昇させて金型20を開き、下金型22上にシート材料10をセットする。この金型20は、上金型21に堰部30が設けられ、その下方に隙間Cが形成されるものである。そのため、シート材料10は、上側が、堰部30により流出が防止される不連続繊維層12となり、下側が、隙間Cから延出する連続繊維層11となるようにセットされる。
When press-molding the
ついで、図7に示すように、対向するストッパSの先端同士が当接するまで上金型21を下降させて金型20を閉じ、シート材料10をプレス成形する(成形工程)。
ここで、この例の金型20には堰部30が設けられていて、金型20を閉じた場合には、堰部30の先端面と下金型21との間には隙間Cが形成される。そのため、成形工程においてこのように金型20を閉じると、連続繊維層11の周縁部は、隙間Cからキャビティ外へと延出し、上金型21と下金型22との間に強固に挟み込まれることがない。よって、連続繊維層が強固に挟み込まれることにより金型が開かなくなるといった問題は生じない。
一方、不連続繊維層12は、含有する強化繊維が短く流動性が高いため、キャビティ内で流動するが、キャビティの外周縁には堰部30が設けられているとともに、隙間Cは連続繊維層11で塞がれているため、キャビティ外へ流出することはない。よって、得られた成形品には、流出分の固化によるバリはほとんど発生しない。
Next, as shown in FIG. 7, the
Here, the
On the other hand, the
このような成形工程後、上金型21を上昇させて金型を開き、図8に示す成形品40’を取り出す。そして、必要に応じて、隙間Cから延出した連続繊維層11などの不要部分をトリムすることにより、図9に示す最終製品である成形品40を得ることができる。
After such a molding process, the
隙間Cの高さは、上述したように、連続繊維層11の厚みにほぼ相当するように設定されるが、具体的には、連続繊維層11の厚みの80〜120%に設定されることが好ましく、80〜100%に設定されることがより好ましい。80%以上100%以下であると、不連続繊維層12のキャビティ外への流出をほぼ完全に抑制でき、100%を超えて120%以下であると、不連続繊維層12の流出を極めて小さく抑制できる。
As described above, the height of the gap C is set so as to substantially correspond to the thickness of the
また、隙間Cの高さは、調整可能に構成されていることが好ましい。隙間Cの高さは、ストッパSの高さと、堰部30の高さにより決まる。よって、ストッパSと堰部30とをそれぞれ高さ調整可能に構成することにより、不連続繊維層12の厚みに応じて、隙間Cの高さh2を適宜調整できる。
上金型21のストッパSの高さ調整方法としては、例えば、ストッパSの下面、または、ストッパSと上型支持板23の間、あるいはこれらの両方に、高さ調整用の板を取り付け、高さを大きくする方法がある。また、下金型21のストッパSの高さ調整方法としても、同様に、ストッパSの上面、または、ストッパSと下型支持板24の間、あるいはこれらの両方に、高さ調整用の板を取り付け、高さを大きくする方法がある。
また、堰部30高さの調整方法として、堰部そのものを取り外し可能な構造としておいて、高さの異なる堰部を取り付け直す方法や、堰部と上金型21や下金型22の間に、高さ調整用の金属の板を挿入できる構造としておいて、挿入する板の厚みにより、堰部の高さを大きくする方法などが例示される。
Moreover, it is preferable that the height of the gap C is configured to be adjustable. The height of the gap C is determined by the height of the stopper S and the height of the
As a method for adjusting the height of the stopper S of the
Further, as a method for adjusting the height of the
堰部30の幅(堰部の延設方向に対して垂直面の幅)Wsは、1〜20mmとすることが好ましい。幅Wsが1mm以上であると、不連続繊維層12の流出を効果的に抑制できる。一方、幅Wsが20mm以下であると、堰部30が連続繊維層11に食い込んで堰部30と連続繊維層11とが強く密着したとしても、金型20を問題なく開くことができる。
The width of the weir 30 (width of the vertical surface with respect to the extending direction of the weir) Ws is preferably 1 to 20 mm. When the width Ws is 1 mm or more, the outflow of the
以上の例では、連続繊維層11の片面のみに不連続繊維層12が積層したシート材料10をプレス成形する場合を示したが、図10に示すように、連続繊維層11の両面において、その中央を含む一部に不連続繊維層12が積層したシート材料50についても、プレス成形することができる。
In the above example, the case where the
図10のシート材料50のプレス成形には、例えば図11の金型60を用いる。この金型60においては、上金型21のキャビティ面21aの外周縁だけでなく下金型22のキャビティ面22aの外周縁にも堰部30が設けられ、金型60を閉じた際には、上下の堰部30間に連続繊維層11がキャビティ外へ延出する隙間Cが形成される。このような金型60を用いることにより、金型60を閉めた時には、上金型21に設けられた堰部30は、連続繊維層11の上面に積層した不連続繊維層12の流出を抑制し、下金型22に設けられた堰部30は、連続繊維層11の下面に積層した不連続繊維層12の流出を抑制する。一方、これら堰部30間の隙間Cからは、連続繊維層11がキャビティ外へ延出する。
このように図10に示す構成のシート材料50を用いた場合でも、図11に示す構成の金型60を用いることによって、不連続繊維層12のキャビティ外への流出によるバリの発生や、連続繊維層11の周縁部が上金型と下金型との間に挟み込まれて金型が開かなくなるといった問題を防止できる。
For press molding of the
As described above, even when the
成形工程におけるプレス成形の条件は、不連続繊維層12および連続繊維層11に使用されている熱可塑性樹脂の種類にもよるが、例えば金型20,60の設定温度を(樹脂の融点またはガラス転移温度−100)℃〜(樹脂の融点またはガラス転移温度)℃とし、成形圧力3.0〜30MPa、保持時間0.5〜10分間の条件とすることが好ましい。
The press molding conditions in the molding process depend on the type of thermoplastic resin used for the
また、成形工程においては、得られた成形品における連続繊維層11の皺の発生を抑制するために、枠体内に設けられた弾性体にシート材料10,50の連続繊維層11を取り付け、連続繊維層11にテンションを加えながらシート材料10,50をプレス成形することが好ましい。
具体的には、例えば図12に示すように、連続繊維層11の四つの頂点と四辺の中央部との合計8ヶ所にクランプ71を取り付け、一方、枠体72の内側四隅と、縦枠および横枠の内側中央部との合計8ケ所にもクランプ73を取り付け、対応するクランプ71,73にコイルスプリング74を1つずつ設けることで、連続繊維層11を含むシート材料10を枠体72内に取り付ける。そして、図13に示すように枠体72ごと、シート材料10を下金型22のキャビティ面上に配置し、ついで、プレス成形する。
In the molding step, the
Specifically, for example, as shown in FIG. 12, clamps 71 are attached to a total of eight locations of the four apexes of the
なお、この例では、連続繊維層11の周縁部の8ケ所に略等間隔にコイルスプリング74を配置することによって、連続繊維層11全体に対して、できるだけ均質に外方向への張力が加わるようにしているが、コイルスプリング74の使用数や取付箇所は、連続繊維層11の形状、枠体72の形状、得られる成形品の形状などに応じて、適宜設定できる。また、弾性体としても、コイルスプリング74に限定されず、コイルスプリング以外のバネや、耐熱性のあるゴム体なども使用できるし、その弾性の程度も、材料の種類や、目的とする成形品の形状などに応じて適宜設定できる。
In this example, by arranging the coil springs 74 at approximately equal intervals at eight positions on the peripheral edge of the
(予備加熱工程)
成形工程の前には、シート材料10,50を予備加熱する予備加熱工程を行うことが好ましく、赤外線加熱炉を用いて予備加熱工程を行うことがより好ましい。予備加熱工程を赤外線加熱により行うと、シート材料10,50の内部まで均一に加熱でき好適である。予備加熱工程の設定温度は、不連続繊維層12および連続繊維層11に使用されている熱可塑性樹脂の種類にもよるが、樹脂の融点またはガラス転移温度〜(樹脂の融点またはガラス転移温度+150)℃の温度である。保持時間は1〜10分間である。
(Preheating process)
Prior to the forming step, a preheating step of preheating the
予備加熱工程では、不連続繊維層12と連続繊維層11とを別々に赤外線加熱炉で予備加熱してもよいし、不連続繊維層12と連続繊維層11とを重ねてから赤外線加熱炉で予備加熱してもよい。不連続繊維層12と連続繊維層11とを別々に予備加熱した場合には、予備加熱後にこれらを重ねて、成形工程を行えばよい。
予備加熱工程においても、連続繊維層11にはテンションをかけながら予備加熱することが好ましい。これにより、予備加熱工程や予備加熱工程から成形工程への移送途中における連続繊維層11の変形を抑制できる。具体的には、成形工程と同様に図12に示すように、枠体72に取り付けつつ予備加熱する方法が好ましい。このように予備加熱した際には、そのまま枠体72ごと、シート材料10,50を下金型22のキャビティ面22a上にセットすればよい。
In the preheating step, the
Also in the preheating step, it is preferable to preheat the
以上の説明では、金型20,60の具備する一対の型として、上金型21が雄型、下金型22が雌型であり、上金型21が昇降する上下一対の型を例示したが、これに限定されない。
また、堰部30は、シート材料10,50における不連続繊維層12に対応するように、シート材料の構成に応じて設けられている限り、一対の型のうち少なくとも一方に形成されていればよい。
In the above description, the
Moreover, as long as the
以下本発明について、実施例を挙げて具体的に説明する。
(1)不連続繊維強化熱可塑性樹脂からなる不連続繊維層(シート状物(A−1)および(A−2))の製造
強化繊維として炭素繊維(三菱レイヨン社製、品番:TR50S、直径が約7μmであるフィラメントが12000本集束した束状のもの。)を使用し、熱可塑性樹脂としてポリプロピレン(プライムポリマー社製、J108M、融点170℃)を使用し、テープ状材料を得た。具体的には、まず、炭素繊維を開繊しポリプロピレンを含浸させることにより、強化繊維の体積含有率(JIS K 7075に準拠)48%、幅12mm、厚み120μmの連続したテープ状材料を製造した。
ついで、この連続したテープ状材料を長さ25mmに切断してチョップドテープとし、該チョップドテープを二次元的に擬似等方的に分散し、型を用いて加熱プレスし、不連続繊維強化熱可塑性樹脂からなる四角形のシート状物(A−1)を得た。また、同様の手法にて、四角形のシート状物(A−2)を得た。
シート状物(A−1)は、縦La31cm、横Wa4cm、厚み4mm、質量74g、シート状物(A−2)は、縦La32cm、横Wa6cm、厚み4mm、質量115gである。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.
(1) Manufacture of discontinuous fiber layer (sheet-like material (A-1) and (A-2)) made of discontinuous fiber reinforced thermoplastic resin Carbon fiber (manufactured by Mitsubishi Rayon Co., product number: TR50S, diameter) as reinforcing fiber A bundle of 12,000 filaments having a diameter of about 7 μm was used, and polypropylene (Prime Polymer Co., J108M, melting point: 170 ° C.) was used as the thermoplastic resin to obtain a tape-like material. Specifically, first, carbon fibers were opened and impregnated with polypropylene to produce a continuous tape-like material having a volume content of reinforcing fibers (conforming to JIS K 7075) of 48%, a width of 12 mm, and a thickness of 120 μm. .
Next, this continuous tape-like material is cut into a length of 25 mm to obtain a chopped tape, the chopped tape is two-dimensionally quasi-isotropically dispersed, heated and pressed using a mold, and discontinuous fiber reinforced thermoplasticity. A square sheet (A-1) made of resin was obtained. Moreover, the rectangular sheet-like object (A-2) was obtained with the same method.
The sheet-like material (A-1) has a vertical La of 31 cm, a horizontal Wa of 4 cm, a thickness of 4 mm, and a mass of 74 g, and the sheet-like product (A-2) has a vertical La of 32 cm, a horizontal Wa of 6 cm, a thickness of 4 mm, and a mass of 115 g.
(2)連続繊維強化熱可塑性樹脂からなる連続繊維層(シート状物(B−1)および(B−2))の製造
上記(1)で製造したテープ状材料を一方向に引き揃えることにより得られたフィルム状物(縦47cm、横16.8cm、厚み120μm)を繊維方向が互いに90°になるように8枚積層し、加熱プレス成形し、四角形のシート状物(B−1)を得た。また、積層数を5枚とした以外は同様の手法にて、四角形のシート状物(B−2)を得た。
シート状物は(B−1)は、縦Lb47cm、横Wb16.8cm、厚み1mm、重量114g、シート状物(B−2)は、縦Lb47cm、横Wb16.8cm、厚み0.6mm、重量71gである。
(2) Production of continuous fiber layer (sheet-like material (B-1) and (B-2)) made of continuous fiber reinforced thermoplastic resin By aligning the tape-like material produced in (1) above in one direction The obtained film-like material (length 47 cm, width 16.8 cm, thickness 120 μm) is laminated so that the fiber directions are 90 ° to each other, heated and press-molded, and a rectangular sheet-like material (B-1) is obtained. Obtained. Further, a rectangular sheet-like material (B-2) was obtained by the same method except that the number of laminated layers was five.
The sheet-like material (B-1) has a vertical Lb of 47 cm, a horizontal Wb of 16.8 cm, a thickness of 1 mm, a weight of 114 g, and the sheet-like material (B-2) has a vertical Lb of 47 cm, a horizontal Wb of 16.8 cm, a thickness of 0.6 mm, and a weight of 71 g. It is.
(3)金型
図2の金型20を用いた。
ただし、上金型21に設けられた堰部30は、その高さh1が0〜2mmの間で可変なものであり、高さh1に応じて上金型21のストッパSと下金型22のストッパSとを接触するまで金型20を閉めた際に形成される隙間の高さh2は2〜0mmとなる。また、堰部30の幅Wsは3mm、堰部30の外縁サイズは、縦Lm40cm、横Wm9.5cmである。
(3) Mold The
However, the
[実施例1]
上述のようにして製造したシート状物(A−1)を270℃に加熱した赤外線加熱炉に入れ、3分経過した時に、赤外線加熱炉を開けて、シート状物(A−1)の隣にシート状物(B−1)を入れて赤外線加熱炉を閉じた。シート状物(B−1)を入れてから2分間経過した後に、これらシート状物(A−1)および(B−1)を取り出し、上がシート状物(A−1)、下がシート状物(B−1)となるように重ねて、図1の構成のシート材料10とした。
該シート材料10を下金型22のキャビティ面22a上に置き、その後、上金型21のストッパSと下金型22のストッパSとが接触するまで上金型21を下降させて金型20を閉め、2分後に金型20を開き、図8示す成形品(厚み2mm)40’を取り出した。
[Example 1]
The sheet-like material (A-1) produced as described above is placed in an infrared heating furnace heated to 270 ° C., and after 3 minutes, the infrared heating furnace is opened and next to the sheet-like material (A-1). The sheet-like material (B-1) was put in and the infrared heating furnace was closed. After 2 minutes have passed since the sheet-like material (B-1) has been put in, these sheet-like materials (A-1) and (B-1) are taken out, the upper is the sheet-like material (A-1), and the lower is the sheet The
The
なお、プレス成形前に、上金型21および下金型22をあらかじめ130℃に加熱しておいた。また、金型20を閉めた際、シート状物(B−1)は、隙間Cからキャビティ外に延出していた。また、堰部の高さh1および隙間Cの高さh2は、いずれも1mmとしておいた。シート状物(B−1)の厚みは1mmであるため、隙間Cの高さh2は、シート状物(B−1)の厚みの100%に相当した。
このような実施例1では、何ら問題なく、金型を開くことができた。
Prior to press molding, the
In Example 1 as described above, the mold could be opened without any problem.
得られた成形品40’において、シート状物(A−1)から形成された部分は、所望のとおり成形でき、トリムする必要はなかった。シート状物(B−1)から形成された部分については、余分なところをトリムして、図9に示すような最終製品である成形品(縦L400mm、横W95mm、深さD25mm、質量約150g)40を得た。シート状物(B−1)から切り落とした部分の質量は約38gであった。
この成形品40において、シート状物(B−1)から形成された部分のコーナー部には、皺があった。
実施例1について、表1にまとめる。
In the obtained molded
In this molded
Example 1 is summarized in Table 1.
[実施例2、3]
堰部の高h1を1.2mm(実施例2)、0.8mm(実施例3)とした以外は、実施例1と同様にして、成形品を製造した。この場合、隙間Cの高さh2は、0.8mm(実施例2)、1.2mm(実施例3)となり、それぞれシート状物(B−1)の厚み(1mm)の80%、120%に相当した。
実施例2および3について、表1にまとめる。
[Examples 2 and 3]
A molded product was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the height h1 of the weir portion was 1.2 mm (Example 2) and 0.8 mm (Example 3). In this case, the height h2 of the gap C is 0.8 mm (Example 2) and 1.2 mm (Example 3), which are 80% and 120% of the thickness (1 mm) of the sheet (B-1), respectively. It corresponded to.
Examples 2 and 3 are summarized in Table 1.
[実施例4]
シート状物(A−1)を270℃に加熱した赤外線加熱炉に入れ、3分経過した時に、赤外線加熱炉を開けて、シート状物(A−1)の隣に、8個のコイルスプリング74により枠体72内に取り付けた状態のシート状物(B−1)を入れて赤外線加熱炉を閉じた。シート状物(B−1)を入れてから2分間経過した後に、これらシート状物(A−1)および(B−1)を取り出し、枠体72に取り付けられたシート状物(B−1)の上に、シート状物(A−1)を重ねて、図12のような状態にして、シート材料10とした。そのシート材料10を下金型22のキャビティ面22a上に置いた。それ以降は実施例1と同様にして、成形品40’を得た。
なお、シート材料10を下金型22のキャビティ面22a上に置いた際、シート材料10の下面と下金型22におけるキャビティ面の外側の部分との図13に示す距離Lαは、10mmであった。
得られた成形品40’において、シート状物(A−1)から形成された部分は、所望のとおり成形でき、トリムする必要はなかった。シート状物(B−1)から形成された部分については、余分なところをトリムし、成形品40を得た。シート状物(B−1)からトリムした部分の質量は約38gであった。
この成形品40において、シート状物(B−1)から形成された部分には皺がなく、外観が良好であった。
実施例4について、表1にまとめる。
[Example 4]
The sheet-like material (A-1) is put into an infrared heating furnace heated to 270 ° C., and after 3 minutes, the infrared heating furnace is opened, and eight coil springs are next to the sheet-like material (A-1). The sheet-like object (B-1) attached in the
When the
In the obtained molded
In this molded
Example 4 is summarized in Table 1.
[比較例1]
堰部が設けられていない金型を用いた以外は、実施例1と同様にして成形品を製造した。使用した金型は、堰部が設けられていないため、金型を閉めた際に、キャビティの外縁部における上金型と下金型の間には、2mmの隙間が生じ、プレス成形時には、この隙間からシート状物(A−1)が多量に流出した。そのため、成形品にはバリが多く認められ、シート状物(A―1)から形成された部分の端面もトリムする必要が生じた。
比較例1について、表1にまとめる。
[Comparative Example 1]
A molded product was produced in the same manner as in Example 1 except that a mold having no dam portion was used. Since the used mold is not provided with a dam portion, when the mold is closed, a gap of 2 mm is generated between the upper mold and the lower mold at the outer edge of the cavity. A large amount of the sheet (A-1) flowed out from this gap. Therefore, many burrs were recognized in the molded product, and it was necessary to trim the end surface of the portion formed from the sheet-like material (A-1).
Comparative Example 1 is summarized in Table 1.
[比較例2]
堰部の高さh1を2mmとした以外は、実施例1と同様にして成形品を製造した。堰部の高さh1が2mmであるため、金型を閉めた際に、キャビティの外縁部における上金型と下金型の間には隙間が生じず、そのため、この部分にシート状物(B−1)が強固に挟み込まれ、金型が開かなくなった。
比較例2について、表1にまとめる。
[Comparative Example 2]
A molded product was produced in the same manner as in Example 1 except that the height h1 of the weir portion was 2 mm. Since the height h1 of the weir part is 2 mm, when the mold is closed, there is no gap between the upper mold and the lower mold at the outer edge of the cavity. B-1) was firmly sandwiched and the mold could not be opened.
Comparative Example 2 is summarized in Table 1.
[実施例5]
シート状物(A−1)に代えてシート状物(A−2)を用い、シート状物(B−1)に代えてシート状物(B−2)を用い、堰部の高さh1を1.4mm、隙間Cの高さh2を0.6mmとし、赤外線加熱炉にシート材料(A−2)を入れた後3.5分経過した時にシート状物(B−2)を入れ、シート状物(B−2)を入れてから1.5分間経過した後にシート状物(A−2)および(B−2)を取り出した以外は、実施例1と同様にして成形品40’を得た。隙間Cの高さh2は、シート状物(B−2)の厚み(0.6mm)の100%に相当した。
得られた成形品40’において、シート状物(A−2)から形成された部分は、所望のとおり成形でき、トリムする必要はなかった。シート状物(B−2)から形成された部分については、余分なところをトリムして、最終製品である成形品(縦L400mm、横W95mm、深さD25mm、質量約150g)40を得た。シート状物(B−2)から切り落とした部分の質量は約36gであった。
この成形品40において、シート状物(B−2)から形成された部分のコーナー部には、皺があった。
実施例5について、表2にまとめる。
[Example 5]
Height of weir part h1 using sheet-like material (A-2) instead of sheet-like material (A-1), using sheet-like material (B-2) instead of sheet-like material (B-1) Is 1.4 mm, the height h2 of the gap C is 0.6 mm, and when the sheet material (A-2) is put into the infrared heating furnace after 3.5 minutes, the sheet (B-2) is put, The molded
In the obtained molded
In this molded
Example 5 is summarized in Table 2.
[実施例6、7]
堰部の高h1を1.5mm(実施例6)、1.3mm(実施例7)とした以外は、実施例5と同様にして、成形品40を製造した。この場合、隙間Cの高さh2は、0.5mm(実施例6)、0.7mm(実施例7)となり、それぞれシート状物(B−2)の厚み(0.6mm)の83%、117%に相当した。
実施例6および7について、表2にまとめる。
[Examples 6 and 7]
A molded
Examples 6 and 7 are summarized in Table 2.
[実施例8]
シート状物(A−2)を270℃に加熱した赤外線加熱炉に入れ、3.5分経過した時に、赤外線加熱炉を開けて、シート状物(A−2)の隣に、8個のコイルスプリング74により枠体72内に取り付けた状態のシート状物(B−2)を入れて赤外線加熱炉を閉じた。シート状物(B−2)を入れてから2分間経過した後に、これらシート状物(A−2)および(B−2)を取り出し、枠体に取り付けられたシート状物(B−2)の上に、シート状物(A−2)を重ねて、図12のような状態にして、シート材料10とした。そのシート材料10を下金型22のキャビティ面22a上に置いた。それ以降は実施例5と同様にして、成形品40’を得た。
なお、シート材料10を下金型22のキャビティ面上に置いた際、シート材料10の下面と下金型22におけるキャビティ面の外側の部分との図13に示す距離Lαは、10mmであった。
得られた成形品40’において、シート状物(A−2)から形成された部分は、所望のとおり成形でき、トリムする必要はなかった。シート状物(B−2)から形成された部分については、余分なところをトリムし、成形品40を得た。シート状物(B−2)からトリムした部分の質量は約36gであった。
この成形品40において、シート状物(B−2)から形成された部分には皺がなく、外観が良好であった。
実施例8について、表2にまとめる。
[Example 8]
The sheet-like material (A-2) was put into an infrared heating furnace heated to 270 ° C., and when 3.5 minutes had elapsed, the infrared heating furnace was opened, and next to the sheet-like material (A-2), The sheet-like material (B-2) attached in the
When the
In the obtained molded
In this molded
Example 8 is summarized in Table 2.
[比較例3]
堰部が設けられていない金型を用いた以外は、実施例5と同様にして成形品を製造した。使用した金型は、堰部が設けられていないため、金型を閉めた際に、キャビティの外縁部における上金型と下金型の間には、2mmの隙間が生じ、プレス成形時には、この隙間からシート状物(A−2)が多量に流出した。そのため、成形品にはバリが多く認められ、シート状物(A―2)から形成された部分の端面もトリムする必要が生じた。
比較例3について、表2にまとめる。
[Comparative Example 3]
A molded product was produced in the same manner as in Example 5 except that a mold having no weir part was used. Since the used mold is not provided with a dam portion, when the mold is closed, a gap of 2 mm is generated between the upper mold and the lower mold at the outer edge of the cavity. A large amount of the sheet (A-2) flowed out from this gap. Therefore, many burrs were recognized in the molded product, and it was necessary to trim the end surface of the portion formed from the sheet-like material (A-2).
Comparative Example 3 is summarized in Table 2.
[比較例4]
堰部の高さh1を2mmとした以外は、実施例5と同様にして成形品を製造した。堰部の高さh1が2mmであるため、金型を閉めた際に、キャビティの外縁部における上金型と下金型の間には隙間が生じず、そのため、この部分にシート状物(B−2)が強固に挟み込まれ、金型が開かなくなった。
比較例4について、表2にまとめる。
[Comparative Example 4]
A molded product was produced in the same manner as in Example 5 except that the height h1 of the weir was 2 mm. Since the height h1 of the weir part is 2 mm, when the mold is closed, there is no gap between the upper mold and the lower mold at the outer edge of the cavity. B-2) was firmly sandwiched and the mold could not be opened.
Comparative Example 4 is summarized in Table 2.
10,50 シート材料
11 連続繊維層
12 不連続繊維層
21 上金型
22 下金型
23 上金型支持板
24 下金型支持板
30 堰部
40’,40 成形品
74 コイルスプリング(弾性体)
72 枠体
71、73 クランプ
C 隙間
S ストッパ
10, 50
72
Claims (11)
前記金型として、キャビティの外周縁には、当該金型を閉めた時に前記不連続繊維強化熱可塑性樹脂層の前記キャビティ外への流出を防止する枠状の堰部が設けられ、金型を閉めた時に前記堰部の先端面とこれに対向するキャビティ面の外周縁との間に、プレス成形前の前記連続繊維強化熱可塑性樹脂層の厚みの80〜120%の高さの隙間が形成されるように設定された金型を用いて前記シート材料をプレス成形する成形工程を有する、繊維強化熱可塑性樹脂成形品の製造方法。 A method of manufacturing a fiber-reinforced thermoplastic resin molded article by pressing a sheet material in which a discontinuous fiber-reinforced thermoplastic resin layer is laminated on at least a part of one surface of a continuous fiber-reinforced thermoplastic resin layer using a mold. There,
As the mold, the outer peripheral edge of the cavity, the frame-shaped dam portion for preventing the outflow of the cavity outside of the discontinuous fiber-reinforced thermoplastic resin layer when closing the mold set vignetting, die A gap having a height of 80 to 120% of the thickness of the continuous fiber reinforced thermoplastic resin layer before press molding is formed between the front end surface of the weir portion and the outer peripheral edge of the cavity surface facing the weir portion. A method for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin molded article, comprising a molding step of press-molding the sheet material using a mold set to be formed .
連続した強化繊維を一方向に引き揃えて熱可塑性樹脂を含浸した一方向性のシート材を積層した積層材、連続した強化繊維を一方向に引き揃えて熱可塑性樹脂を含浸したテープ状材料を製織してなるクロス材、強化繊維の織物に熱可塑性樹脂を含浸させたクロス材からなる群より選ばれる1つ以上を加熱プレス成形したものからなる、請求項1ないし6のいずれか一項に記載の繊維強化熱可塑性樹脂成形品の製造方法。 The continuous fiber reinforced thermoplastic resin layer is
Laminated material in which continuous reinforcing fibers are aligned in one direction and unidirectional sheet material impregnated with thermoplastic resin is laminated, and tape-shaped material in which continuous reinforcing fibers are aligned in one direction and impregnated with thermoplastic resin The cloth material according to any one of claims 1 to 6 , wherein the cloth material is made by weaving one or more members selected from the group consisting of a cloth material made by weaving and a cloth material made by impregnating a thermoplastic fiber with a reinforcing fiber fabric. The manufacturing method of the fiber reinforced thermoplastic resin molded article of description.
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